虚拟仿真技术在中药炮制实验教学中的实践.docx

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1、虚拟仿真技术在中药炮制实验教学中的实践 【摘要】在南京中医药高校国家级虚拟仿真试验教学中心中药炮制虚拟仿真平台的基础上，开发的中药炮制工艺优化试验项目，以任务为驱动，虚实结合，不但形象、生动、直观的提高了学生饮片炮制的操作技能，而且有效的培育了学生解决问题实力、协作实力等，明显提高了教学的效果和质量。 【关键词】中药炮制 虚拟仿真技术 试验教学 【基金项目】国家级虚拟仿真试验教学中心，第六批全国老中医药专家学术阅历继承。 【中图分类号】G64【文献标识码】A 【文章编号】2095-308948-0245-02 1.引言 虚拟仿真 就是当今特别流行的新型教学媒体，VR 是20 世纪末新兴起的一种

2、综合集成技术，涉及的学科众多，比如传感技术、计算机图形学、人工智能和人机交互技术等。在完成虚拟仿真试验时，试验者利用虚拟现实技术搭建的试验环境中完成各种试验项目。 中药炮制是将中药材制备成中药饮片的一门传统制药技术，在2022年被列为首批国家非物质文化遗产。因为中药炮制和中药饮片的历史地位和行业地位，各学校的中药学相关专业的人才培育方案里，关于中药炮制的理论、饮片的生产和应用等的要求比比皆是。但现今饮片的生产绝大多数是在GMP车间中进行，不但生产量大，还常会用到高温高压的设备，假如给学生开设相关试验，不但环境要求高、成本高，还有高危、高耗时的问题，产生了人才培育的困局。 为了达到复合型、创新型

3、的人才培育目标，南京中医药高校充分利用自身国家教化部“中药炮制规范化及标准化工程探讨中心”、国家级中药炮制技术传承基地、国家精品资源共享课等资源优势，依托国家级虚拟仿真试验教学中心和国家级试验教学示范中心，联合南京药育智能科技有限公司，以学校产学研基地-南京海源中药饮片有限公司为蓝本，于2022年开发了中药炮制虚拟仿真平台，供相关专业的学生进行中药炮制虚拟仿真试验。在多年的应用过程中，还开发了系列虚实结合的试验项目，以避开与理论学问脱节、任务碎片化、缺乏系统性等虚拟仿真试验常见的弊端。其中，以蜜炙甘草工艺优化试验为例，介绍试验的设计与实施。 2.设计与实施 2.1 设计背景。由于医疗模式由传统

4、的前店后坊式的医馆，转变为现代的饮片企业和医疗机构，导致饮片的生产模式也由传统的手工作坊式生产转变为现代工业的机器化生产。这就须要将大量饮片的传统生产工艺转变为适合于现代化生产的工艺，这是现阶段中药炮制探讨的热点，而且随着炮制技术的更新、炮制设备的升级换代，这种工作必定长期存在，也是中药学相关专业学生必需驾驭的技能。 2.2 试验仪器设备。由于试验分为虚、实两部分，所需仪器设备也分虚实两部分。实体操作仪器设备：高效液相色谱仪等质量分析仪器，炒制器具一套；虚拟平台主要有：台式工作站一套，中药饮片虚拟仿真生产平台。 2.3 试验材料。生甘草饮片、蜂蜜适量，质量检测用化学试剂。虚拟仿真系统内预设最优

5、蜜炙甘草炮制工艺的各项参数，由函数建模而成的蜜炙甘草饮片不同炮制程度的三维立体模型，由函数建模而成炮制过程不同因素、不同参数下各质量检测项目数据模型。 2.4 实施步骤 1）发布任务“蜜炙甘草工艺优化探讨”。老师通过特定途径发布本次试验的任务“蜜炙甘草工艺优化探讨”，并简要介绍试验的目的和试验的要求，同时提示学生试验虚实结合的特点。2）文献查阅。学生利用所学文献检索的学问和技能，对任务相关的法规要求，背景学问进行去粗取精，消化汲取。3）探讨方案设计。学生利用所查阅的资料进行探讨方案设计。确定试验步骤，所用材料，仪器设备，自主选择合适的工艺优化方案及相关参数。老师进行适当点评后，学生对方案进行调

6、整，形成方案设计定稿，作为第一个主要考核点。4）蜜炙甘草炮制工艺优化小试探讨。学生在试验室中，针对蜜炙甘草不同的生产环节，设计不同的工艺优化方法，选择相宜的参数及考察指标，对不同工艺生产出来的蜜炙甘草，进行质量检测，并采纳设计的工艺分析方法，优化出最优小试工艺，一方面供后续中试验证所用，另一方面作为其次个主要考核点。5）虚拟仿真“中药饮片生产车间”构造学习。任务发布后，即可同期进行此步骤。学生通过在虚拟仿真的“中药饮片生产车间”中，自主行走、视察、学习，了解中药饮片生产车间的布局和岗位设置，进而确定本次试验所需运用的车间和岗位。6）设备操作和结构学习。学生在虚拟仿真的“中药饮片生产车间”中炒药

7、车间，学习本次试验所需运用的电加热滚筒式炒药机的构造和标准操作规程。7）多角色蜜炙甘草工艺中试验证。针对在试验室优化出的蜜炙甘草小试工艺，通过对不同岗位进行角色安排，进行整体生产过程验证。系统内置有通过大数据，函数建模而成的，不同生产工艺参数所生产出的蜜炙甘草的三维立体图及质量指标状况，学生依据外观和质量分析结果，对参数进行调整，反复数次优化工艺，最终提交确定的蜜炙甘草生产工艺。系统依据学生提交的工艺，与内置的最优工艺进行契合度比较，作为第三个主要考核点。8）蜜炙甘草SOP生产。学生依据自己优化出的最优工艺，在虚拟仿真系统中，从领料起先，根据GMP要求，完成全部蜜炙甘草生产流程。同时编撰蜜炙甘

8、草标准生产规程，作为第四个考核点。9）总结评价。学生依据整个试验过程和结果，撰写试验报告。老师对试验完成状况进行点评，并组织沟通。 3.考核要求 本试验项目虚实结合，对学生的考核也是虚实结合。在试验室探讨过程中，通过对学生设计方案的合理，操作的娴熟进行考核；在虚拟仿真平台内，通过系统自主考核学生各个炮制岗位的实践操作流程的正误，优化的工艺与最优工艺的契合度等。最终课前打算、操作过程、试验结果几个方面、对学生的治学看法、理论水平、试验技能进行考核，考核细则如下： 4.结论 实践证明，本项目不但形象、生动、直观的提高了学生饮片炮制的操作技能，而且有效的培育了学生解决问题实力、协作实力等，明显提高了

9、教学质量。能达到如此教学效果，主要是因为试验项目具有如下特点： 任务驱动，以线带面。给学生布置一个具有实际应用价值的任务-蜜炙甘草的炮制工艺优化探讨。此任务具有很好的代表性，涵盖中药炮制的大多数相关岗位，涉及学问和技能系统全面系统地讲解中药饮片的生产过程，让学生从中药理论的角度和现代药品生产的角度学会相应的学问。 虚为实延，实为虚证，能实不虚，虚为实补。通过蜜炙甘草的小试到中试这条主线，将虚實无缝结合，同时将教学、科研、生产也进行了完备融合。在提高学生科研实力的同时，体会到实际科研工作的探究乐趣。 融汇古今。试验项目有效的融合“传统现代将来”，对学生中药相关技能进行了全方位的培训，为中药的现代化奠定基础，为中药的将来发展供应思路。 参考文献： 1徐庚保，曾莲芝.虚拟仿真J.计算机仿真，2022. 2杜月林，黄刚，王峰，等.建设虚拟仿真试验平台，探究创新人才培育模式J.试验技术与管理，2022. 作者简介： 李林，男，江苏淮安人，博士，副教授，探讨方向：中药炮制机理及中药饮片质量标准。 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页